JP2830285B2 - 光検知素子の製造方法 - Google Patents
光検知素子の製造方法Info
- Publication number
- JP2830285B2 JP2830285B2 JP2015313A JP1531390A JP2830285B2 JP 2830285 B2 JP2830285 B2 JP 2830285B2 JP 2015313 A JP2015313 A JP 2015313A JP 1531390 A JP1531390 A JP 1531390A JP 2830285 B2 JP2830285 B2 JP 2830285B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- type
- crystal
- region
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 多素子型の光検知素子の製造方法に関し、 素子分離が確実で、高密度に配置された多素子型の光
検知素子を目的とし、 基板上に形成した水銀を含むＰ型の化合物半導体結晶
にイオンミリング法で、前記基板面に達する素子分離用
の溝を形成し、前記化合物半導体結晶を含む基板を水銀
蒸気の雰囲気内で加熱処理して、前記イオンミリングの
損傷によりＮ型領域に変換された溝の側壁領域をＰ型領
域に回復させて当該化合物半導体結晶を所定のキャリア
濃度のＰ型結晶とした後、前記溝で分離された化合物半
導体結晶毎の所定領域に素子形成用不純物を選択的に導
入してそれぞれ素子分離された多数の光検知用Ｐ−Ｎ接
合素子を形成することで構成する。
検知素子を目的とし、 基板上に形成した水銀を含むＰ型の化合物半導体結晶
にイオンミリング法で、前記基板面に達する素子分離用
の溝を形成し、前記化合物半導体結晶を含む基板を水銀
蒸気の雰囲気内で加熱処理して、前記イオンミリングの
損傷によりＮ型領域に変換された溝の側壁領域をＰ型領
域に回復させて当該化合物半導体結晶を所定のキャリア
濃度のＰ型結晶とした後、前記溝で分離された化合物半
導体結晶毎の所定領域に素子形成用不純物を選択的に導
入してそれぞれ素子分離された多数の光検知用Ｐ−Ｎ接
合素子を形成することで構成する。
本発明は光検知素子の製造方法に係り、特に素子分離
領域の面積を小さくして高密度に配置された多素子型の
光検知素子の製造方法に関する。
領域の面積を小さくして高密度に配置された多素子型の
光検知素子の製造方法に関する。
光検知素子のような赤外線検知素子は、エネルギーバ
ンドギャップの狭い水銀・カドミウム・テルル（Hg1-xC
dxTe）のような化合物半導体結晶を素子形成材料として
用いており、これ等の素子は高解像度化を図るために、
上記結晶基板上に出来るだけ高密度に配置することが望
まれる。
ンドギャップの狭い水銀・カドミウム・テルル（Hg1-xC
dxTe）のような化合物半導体結晶を素子形成材料として
用いており、これ等の素子は高解像度化を図るために、
上記結晶基板上に出来るだけ高密度に配置することが望
まれる。
ところで上記検知素子を結晶基板に多数配置した場
合、該素子間の距離が該結晶基板で光電変換されたキャ
リアの拡散長よりも短くなると、検知素子で得られる信
号にクロストークを発生することになり、このクロスト
ークの発生を防止した検知素子が望まれる。
合、該素子間の距離が該結晶基板で光電変換されたキャ
リアの拡散長よりも短くなると、検知素子で得られる信
号にクロストークを発生することになり、このクロスト
ークの発生を防止した検知素子が望まれる。
従来、このようなクロストークの発生を防止した光検
知素子として本出願人は以前に特願昭61−281341号に於
いてP+型Hg1-xCdxTe結晶の所定領域に水銀を拡散して前
記P+型Hg1-xCdxTe結晶の空孔を埋めてＰ型結晶となし、
該Ｐ型結晶に素子を形成して前記キャリア濃度の高いP+
型Hg1-xCdxTe結晶を素子分離領域とした素子を提案して
いる。
知素子として本出願人は以前に特願昭61−281341号に於
いてP+型Hg1-xCdxTe結晶の所定領域に水銀を拡散して前
記P+型Hg1-xCdxTe結晶の空孔を埋めてＰ型結晶となし、
該Ｐ型結晶に素子を形成して前記キャリア濃度の高いP+
型Hg1-xCdxTe結晶を素子分離領域とした素子を提案して
いる。
また本出願人は特願昭61−187508号に於いて、CdTe基
板の所定領域に高ｘ値のHg1-xCdxTe結晶を選択的に形成
して、その上に素子形成用の低ｘ値のHg1-xCdxTe結晶を
形成して、前記高ｘ値のHg1-xCdxTe結晶を素子分離領域
とした素子を提案している。
板の所定領域に高ｘ値のHg1-xCdxTe結晶を選択的に形成
して、その上に素子形成用の低ｘ値のHg1-xCdxTe結晶を
形成して、前記高ｘ値のHg1-xCdxTe結晶を素子分離領域
とした素子を提案している。
このような素子分離法の他に、更に製造の容易な方法
としてCdTe基板上に形成した素子形成用のHg1-xCdxTeの
結晶の素子形成領域間に、CdTe基板に到達する迄エッチ
ングにより溝を設けて素子分離する方法がある。
としてCdTe基板上に形成した素子形成用のHg1-xCdxTeの
結晶の素子形成領域間に、CdTe基板に到達する迄エッチ
ングにより溝を設けて素子分離する方法がある。
従来、このような溝を形成する方法としてCdTe基板上
に形成したHg1-xCdxTe結晶上の所定領域にレジスト膜を
形成した後、該レジスト膜をマスクとしてブロム（B
r2）とメタノール（CH3OH）との混合液よりなるエッチ
ング液を用いてCdTe基板に到達する迄エッチングする方
法がある。
に形成したHg1-xCdxTe結晶上の所定領域にレジスト膜を
形成した後、該レジスト膜をマスクとしてブロム（B
r2）とメタノール（CH3OH）との混合液よりなるエッチ
ング液を用いてCdTe基板に到達する迄エッチングする方
法がある。
然し、この液によるエッチング方法は、エッチングの
方向が等方的になり、アスペクト比（溝の深さ寸法／溝
の幅の寸法）の大きい溝を形成するのが困難で、そのた
め素子分離領域の面積が大きく成って、一枚の基板に配
置する検知素子の数が低下し、高密度に素子を配置する
ことが出来ない問題がある。
方向が等方的になり、アスペクト比（溝の深さ寸法／溝
の幅の寸法）の大きい溝を形成するのが困難で、そのた
め素子分離領域の面積が大きく成って、一枚の基板に配
置する検知素子の数が低下し、高密度に素子を配置する
ことが出来ない問題がある。
このような高アスペクト比の溝を形成する方法として
アルゴンガスを用いたイオンミリング法が従来より提案
されている。
アルゴンガスを用いたイオンミリング法が従来より提案
されている。
然し、特開昭57−170577号によると、第３図に示すよ
うに、このようなイオンミリング法でCdTe基板１上に形
成されたHg1-xCdxTe結晶２をエッチングすると、溝３お
よび溝の周囲の領域がイオンミリングの際のイオンの衝
撃に依って損傷を受け、この損傷された領域よりHgがHg
1-xCdxTe結晶中に格子間不純物として導入され、この格
子間内に導入されたHgがＮ型不純物と成ってN+層４が形
成される。
うに、このようなイオンミリング法でCdTe基板１上に形
成されたHg1-xCdxTe結晶２をエッチングすると、溝３お
よび溝の周囲の領域がイオンミリングの際のイオンの衝
撃に依って損傷を受け、この損傷された領域よりHgがHg
1-xCdxTe結晶中に格子間不純物として導入され、この格
子間内に導入されたHgがＮ型不純物と成ってN+層４が形
成される。
このように、溝３および溝の周囲の領域にN+層４が形
成されると、該溝で画定された素子形成領域５にＮ型の
不純物をイオン注入してＮ型層６を形成すると、該Ｎ型
層６と前記イオンミリングの際に形成されたN+層４とが
接触し、該溝が素子分離の機能を果たさなく成る問題が
ある。
成されると、該溝で画定された素子形成領域５にＮ型の
不純物をイオン注入してＮ型層６を形成すると、該Ｎ型
層６と前記イオンミリングの際に形成されたN+層４とが
接触し、該溝が素子分離の機能を果たさなく成る問題が
ある。
本発明は上記した問題点を除去し、高アスペクト比の
溝をイオンミリング法で形成しても、前記N+層が溝、お
よび溝の周囲の領域に形成されずに、高密度に素子が配
置できるようにした光検知素子の製造方法を目的とす
る。
溝をイオンミリング法で形成しても、前記N+層が溝、お
よび溝の周囲の領域に形成されずに、高密度に素子が配
置できるようにした光検知素子の製造方法を目的とす
る。
上記目的を達成する本発明の光検知素子の製造方法
は、基板上に形成した水銀を含むＰ型の化合物半導体結
晶にイオンミリング法で、前記基板面に達する素子分離
用の溝を形成し、前記化合物半導体結晶を含む基板を水
銀蒸気の雰囲気内で加熱処理して、前記イオンミリング
の損傷によりＮ型領域に変換された溝の側壁領域をＰ型
領域に回復させて当該化合物半導体結晶を所定のキャリ
ア濃度のＰ型結晶とした後、前記溝で分離された化合物
半導体結晶毎の所定領域に素子形成用不純物を選択的に
導入してそれぞれ素子分離された多数の光検知用Ｐ−Ｎ
接合素子を形成することを特徴としている。
は、基板上に形成した水銀を含むＰ型の化合物半導体結
晶にイオンミリング法で、前記基板面に達する素子分離
用の溝を形成し、前記化合物半導体結晶を含む基板を水
銀蒸気の雰囲気内で加熱処理して、前記イオンミリング
の損傷によりＮ型領域に変換された溝の側壁領域をＰ型
領域に回復させて当該化合物半導体結晶を所定のキャリ
ア濃度のＰ型結晶とした後、前記溝で分離された化合物
半導体結晶毎の所定領域に素子形成用不純物を選択的に
導入してそれぞれ素子分離された多数の光検知用Ｐ−Ｎ
接合素子を形成することを特徴としている。
イオンミリングの際のP+型Hg1-xCdxTe結晶の損傷によ
って溝、および溝の周囲がN+層に変換するのはイオンミ
リングされて損傷された箇所より、HgがHg1-xCdxTe結晶
の格子間不純物と成って侵入するためで、この格子間に
侵入したHgがＮ型不純物となってN+層が形成される。
って溝、および溝の周囲がN+層に変換するのはイオンミ
リングされて損傷された箇所より、HgがHg1-xCdxTe結晶
の格子間不純物と成って侵入するためで、この格子間に
侵入したHgがＮ型不純物となってN+層が形成される。
このようなイオンミリングによって溝、および溝の周
囲の領域に損傷を生じたHg1-xCdxTe結晶を有する基板を
水銀蒸気内で加熱すると、この格子間のHgは、加熱の際
の拡散によってHg1-xCdxTe結晶表面より蒸発して上記N+
層に変換された溝および溝の周囲の領域がＰ型層に回復
する。
囲の領域に損傷を生じたHg1-xCdxTe結晶を有する基板を
水銀蒸気内で加熱すると、この格子間のHgは、加熱の際
の拡散によってHg1-xCdxTe結晶表面より蒸発して上記N+
層に変換された溝および溝の周囲の領域がＰ型層に回復
する。
一方、溝の周囲の領域以外の領域のP+型Hg1-xCdxTe結
晶中にはHg空孔が形成されており、このHg空孔はアクセ
プタの不純物となるので、Hg蒸気内で加熱することでHg
空孔を埋めてHg空孔の濃度を制御して所定のアクセプタ
濃度のＰ型層となり、溝、および溝の周囲領域がＰ型層
に変換し、損傷を受けた箇所がＰ型層に回復した高アス
ペクト比の溝が形成される。
晶中にはHg空孔が形成されており、このHg空孔はアクセ
プタの不純物となるので、Hg蒸気内で加熱することでHg
空孔を埋めてHg空孔の濃度を制御して所定のアクセプタ
濃度のＰ型層となり、溝、および溝の周囲領域がＰ型層
に変換し、損傷を受けた箇所がＰ型層に回復した高アス
ペクト比の溝が形成される。
そしてこの溝で画定された素子形成領域にＮ型の不純
物を導入すると、高密度に配置された多素子型の光検知
素子が得られる。
物を導入すると、高密度に配置された多素子型の光検知
素子が得られる。
〔実 施 例〕 以下、図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説
明する。
明する。
第１図（ａ）に示すようにCdTe基板11上に厚さが15μ
ｍ程度でキャリア濃度が１×1017/cm3のＰ型のHg1-xCdx
Te結晶12を液相エピタキシャル成長方法により形成す
る。
ｍ程度でキャリア濃度が１×1017/cm3のＰ型のHg1-xCdx
Te結晶12を液相エピタキシャル成長方法により形成す
る。
次いで該基板上にポジ型のレジスト膜13を所定パター
ンに形成し、該レジスト膜13をマスクとしてアルゴンガ
スを用いたイオンミリング法によりエッチングし、深さ
が15μｍで幅が10μｍの高アスペクト比の溝14を形成す
る。
ンに形成し、該レジスト膜13をマスクとしてアルゴンガ
スを用いたイオンミリング法によりエッチングし、深さ
が15μｍで幅が10μｍの高アスペクト比の溝14を形成す
る。
次いで前記レジスト膜を除去すると第１図（ｂ）に示
すような状態となる。
すような状態となる。
次いで第２図に示すように、アンプル15内に前記溝を
形成したCdTe基板11と、水銀収容容器16内に収容した水
銀17を封入し、該アンプルを440℃の温度の加熱炉18内
で48時間加熱した後、該アンプルを加熱炉より取り出し
て水中へ入れて急冷する。
形成したCdTe基板11と、水銀収容容器16内に収容した水
銀17を封入し、該アンプルを440℃の温度の加熱炉18内
で48時間加熱した後、該アンプルを加熱炉より取り出し
て水中へ入れて急冷する。
このように基板を急冷するのは、水銀の拡散の拡散量
を所定の値に抑えてキャリア濃度を所定の値に固定する
ためである。
を所定の値に抑えてキャリア濃度を所定の値に固定する
ためである。
このようにするとHg1-xCdxTe結晶はキャリア濃度が２
×1016/cm3のＰ型結晶となり、イオンミリングによりN+
層に変換した溝、および溝の周囲領域もＰ型層に回復す
る。
×1016/cm3のＰ型結晶となり、イオンミリングによりN+
層に変換した溝、および溝の周囲領域もＰ型層に回復す
る。
次いで第１図（ｃ）に示すように、上記溝14で画定さ
れた素子形成領域19にボロン（B+）イオンをイオン注入
してＮ型層21を形成してＰ−Ｎ接合を形成して光検知素
子を形成する。
れた素子形成領域19にボロン（B+）イオンをイオン注入
してＮ型層21を形成してＰ−Ｎ接合を形成して光検知素
子を形成する。
このようにすると、高アスペクト比の溝で素子分離さ
れ、高密度に配置された多素子の光検知素子が得られ
る。
れ、高密度に配置された多素子の光検知素子が得られ
る。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、クロ
ストークの発生しない、高密度に配置された多素子型の
光検知素子が得られる効果がある。
ストークの発生しない、高密度に配置された多素子型の
光検知素子が得られる効果がある。
第１図（ａ）より第１図（ｃ）迄は、本発明の方法を示
す断面図、 第２図は本発明の方法の説明図、 第３図は従来の方法で形成した素子の不都合な状態を示
す断面図である。 図において、 11はCdTe基板、12はＰ型Hg1-xCdxTe結晶、13はレジスト
膜、14は溝、15はアンプル、16は水銀収容容器、17は水
銀、18は加熱炉、19は素子形成領域、21はＮ型層を示
す。
す断面図、 第２図は本発明の方法の説明図、 第３図は従来の方法で形成した素子の不都合な状態を示
す断面図である。 図において、 11はCdTe基板、12はＰ型Hg1-xCdxTe結晶、13はレジスト
膜、14は溝、15はアンプル、16は水銀収容容器、17は水
銀、18は加熱炉、19は素子形成領域、21はＮ型層を示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 27/14 H01L 21/477 H01L 31/0264
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に形成した水銀を含むＰ型の化合物
半導体結晶にイオンミリング法で、前記基板面に達する
素子分離用の溝を形成し、 前記化合物半導体結晶を含む基板を水銀蒸気の雰囲気内
で加熱処理して、前記イオンミリングの損傷によりＮ型
領域に変換された溝の側壁領域をＰ型領域に回復させて
当該化合物半導体結晶を所定のキャリア濃度のＰ型結晶
とした後、 前記溝で分離された化合物半導体結晶毎の所定領域に素
子形成用不純物を選択的に導入してそれぞれ素子分離さ
れた多数の光検知用Ｐ−Ｎ接合素子を形成することを特
徴とする光検知素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015313A JP2830285B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 光検知素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015313A JP2830285B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 光検知素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219671A JPH03219671A (ja) | 1991-09-27 |
| JP2830285B2 true JP2830285B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=11885297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015313A Expired - Lifetime JP2830285B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 光検知素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830285B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2015313A patent/JP2830285B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03219671A (ja) | 1991-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0004298B1 (en) | Method of fabricating isolation of and contact to burried layers of semiconductor structures | |
| JPH0628311B2 (ja) | 埋込みチャンネル型電荷結合装置の製造法 | |
| JPS5812746B2 (ja) | 半導体光検出装置 | |
| JP3471394B2 (ja) | 半導体紫外線センサ | |
| US4396438A (en) | Method of making CCD imagers | |
| US3810796A (en) | Method of forming dielectrically isolated silicon diode array vidicon target | |
| JP2830285B2 (ja) | 光検知素子の製造方法 | |
| CN115516646B (zh) | 用于在CdHgTe衬底中制造低噪声光电检测装置的方法 | |
| US5198370A (en) | Method for producing an infrared detector | |
| CN101512752A (zh) | 在浅沟槽隔离拐角处的注入 | |
| JPS59188966A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JPH05183184A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JPH0797654B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US11476380B2 (en) | Photodetection device having a lateral cadmium concentration gradient in the space charge zone | |
| JPH09232617A (ja) | 赤外線検知素子及びその製造方法 | |
| JP2001274451A (ja) | 半導体撮像素子およびその製造方法 | |
| JPH0385762A (ja) | 光検知装置 | |
| JPH05343727A (ja) | 赤外線検出器および製造方法 | |
| JP2699838B2 (ja) | 赤外線検出器とその製造方法 | |
| JPH03219670A (ja) | 光電変換素子の製造方法 | |
| JPH01205475A (ja) | 赤外線検知素子の製造方法 | |
| JPH10163517A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2817435B2 (ja) | 配列型赤外線検知器の製造方法 | |
| JPH06237005A (ja) | 光検知素子およびその製造方法 | |
| JPH05129580A (ja) | 光検知装置の製造方法 |